Diário de aula de SOP - 2010-1 - Prof. Tiago Semprebom

Lógica de Programação

Segundo módulo da disciplina de Sitemas Operacionais. Baseado no material Lógica de Programação, de Paulo Sérgio de Moraes - uma das referências bibliográficas da disciplina.

08/04: Introdução

Tópicos: instrução, sequência, problemas do dia a dia.
Páginas da apostila: 4 a 7.

09/04: Desenvolvendo algoritmos

Tópicos: resolvendo problemas, linguagens e instrução disponíveis (vocabulário).
Páginas da apostila: 8 a 11.

Exercícios: desenho de figuras geométricas

Usando apenas as instruções:
```
limpa
avança X
giraDireita angulo
giraEsquerda angulo
```
escreva algoritmos para desenhar as seguintes figuras:
- triângulo equilátero
- triângulo isósceles
- triângulo escaleno
- quadrado
- hexágono
- octógono
- 7 hexágonos interligados (um central e seis periféricos).
kturtle é um software educacional para ajudar no ensino de matemática, geometria e introdução à programação. Ele possibilita fazer desenhos facilmente, seguindo um programa com instruções de desenho. Usando as instruções:
```
reset
forward X
turnright angulo
turnleft angulo
```
... escreva programas para os algoritmos criados no ítem anterior.

15/04: Pseudocódigo e diagrama de blocos (fluxograma)

Adoção do Portugol IDE como ferramenta didática.
Páginas da apostila: 12 a 14.

Portugol

As aulas de Lógica de Programação usarão um software de auxílio ao ensino de algoritmos chamado Portugol, desenvolvido na Escola Superior de Engenharia do Instituto Politécnico de Tomar, em Portugal.

Guia rápido de instalação e utilização do Portugol.

Guia rápido de instalação e utilização do Portugol

Abaixo segue uma breve ajuda de como obtê-lo, instalá-lo e usá-lo. Esse guia assume que você esteja usando o Ubuntu Linux 9.04 ou superior.

Faça o download do Portugol.
Descompacte-o com o seguinte comando:
```
tar xzf portugol23.tar.gz
```
Repare que existe agora um subdiretório portugol no diretório onde você o descompactou. Execute o Portugol com o seguinte comando:
```
java -jar portugol/Portugol.jar
```
Obs: você precisará ter Java instalado. Caso não o tenha, execute o comando:
```
sudo apt-get install openjdk-6-jre
```
Copie esse arquivo para poder ver fluxogramas coloridos, e grave-o no memso diretório onde está o Portugol.
Veja a ajuda do Portugol, e use-a sempre que tiver dúvidas !

A tela inicial do Portugol segue abaixo, junto com um programa demonstrativo.

Exemplos de programas iniciais em Portugol:

Lendo um número e mostrando-o na tela em seguida:

Inicio
  inteiro x

  Escrever "Digite um numero: ",
  Ler X
  Escrever "Numero digitado: ", x
Fim

Lendo dois números, somando-os e mostrando o resultado na tela:

Inicio
  inteiro x, y

  Escrever "Digite um numero: ",
  Ler x
  Escrever "Digite outro numero: ",
  Ler y
  Escrever "Soma = ", x+y
Fim

O programa abaixo é equivalente:

Inicio
  inteiro x, y, z

  Escrever "Digite um numero: ",
  Ler x
  Escrever "Digite outro numero: ",
  Ler y
  z <- x + y
  Escrever "Soma = ", z
Fim

Atividades

Média de três números: escreva um programa para calcular a média de três números.

Inicio
  Inteiro n1, n2, n3, r

  Escrever "Primeiro numero: "
  ler n1
  Escrever "Segundo numero: "
  ler n2
  Escrever "Terceiro numero: "
  ler n3

  r <- (n1 + n2 + n3) /3

  Escrever "Media=", r
Fim

Sequência de Fibonacci: em matemática corresponde aos números:
```
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, ...
```
... que pode ser descrita pela relação de recorrência

$F_{n}=F_{n-1}+F_{n-2}$ $F_{n}=F_{n-1}+F_{n-2}$

... com valores iniciais $F_{0}=1$ $F_{0}=1$ e $F_{1}=1$ $F_{1}=1$ .

Numerosas formas na natureza apresentam essa sequência, como neste girassol (cujas flores se dispõem em uma espiral):

Usando o Portugol escreva um programa que mostre os 10 primeiros números dessa sequência.

16/04: Fluxogramas, constantes e Variáveis

Diagrama de blocos (fluxograma)
Variáveis e constantes

Fluxogramas

Diagramas de bloco para auxiliar a descrição de algoritmos. Ajudam na compreensão do algoritmo, por poder visualizar o fluxo de execução.

Fluxograma para o algoritmo da média de trẽs números.

Blocos de uso mais comum

Bloco	Descrição	Exemplo
	Inicio do fluxograma
	Processamento
	Entrada de dados (ler do teclado)
	Saída de dados (mostrar na tela)
	Decisão (testar uma condição e bifurcar)
	Conector (juntar dos ou mais ramos do fluxograma)
	Fim

Obs: Arquivo de configuração das cores do fluxograma do Portugol.

Variáveis e constantes

Variável: capaz de guardar um dado a ser usado no algoritmo. Pode ser entendida como uma caixa, onde se coloca um dado e se pode consultá-lo quantas vezes for necessário. O dado pode ser modificado (substituído por outro). Exemplo em Portugol:
```
Inicio
  inteiro anos, dias

  Escrever "Quantos anos se passaram ? "
  Ler anos
  dias <- anos * 365
  Escrever "... então se passaram ", dias, " dias"
Fim
```
Nesse exemplo há duas variáveis: dias e anos

Constante: semelhante à variável, porém o dado armazenado não pode ser modificado. Exemplo em Portugol:

Inicio
  constante inteiro diasPorAno <- 365
  inteiro anos, dias

  Escrever "Quantos anos se passaram ? "
  Ler anos
  dias <- anos * diasPorAno
  Escrever "... então se passaram ", dias, " dias"
Fim

Nesse exemplo há uma constante: diasPorAno

Variáveis e constantes devem ser declaradas antes de serem usadas (algumas poucas linguagens, como Python e Perl, não exigem isto). A declaração consiste do tipo e identificador da variável. O tipo corresponde ao tipo de valor que pode ser guardado, e o identificador é o nome da variável. No exemplo abaixo:

  constante inteiro diasPorAno <- 365
  inteiro anos, dias
Fim

Há duas variáveis do tipo inteiro, e seus identificadores são dias e anos. O tipo inteiro indica que essas variáveis podem guardar somente números inteiros.

Tipos de variáveis e constantes no Portugol:

Tipo	Descrição	Exemplo
Inteiro	Número inteiro entre -2 147 483 648 e 2 147 483 647	Inteiro x <- 10
Real	Número real entre -1.7 E 308 e 1.7 E 308	Real y <- 10.789
Lógico	Valor booleano, com valores "Verdadeiro" e "Falso"	Logico ok <- Falso
Caracter	Um caractere da tabela ASCII	Caracter letra <- "A"
Texto	Uma sequência de caracteres (ou string)	Texto palavra <- "um teste"

A declaração de constantes é semelhante à de variáveis, bastanto prefixá-las com a palavra-chave constante.

Atividade

Para os exercícios abaixo, desenhe o fluxograma e escreva o algoritmo no Portugol.

Faça um algoritmo que calcule a média de quatro números, porém mostrando as casas decimais (caso existam).
Escreva um algoritmo que mostre, em sequência: 9, 9^2 (ao quadrado), 9^3 (ao cubo) e a soma desses 3 números.
Escreva um algoritmo que leia o nome, sobrenome e idade de uma pessoa, e escreva na tela:
```
sobrenome, nome
idade anos
```

22/04: Expressões lógicas e aritméticas

Expressão aritmética: um conjunto de operações sobre variáveis, constantes e funções numéricas, e que gera um determinado resultado numérico.

Exemplos de expressões aritméticas:

# Uma expressão que calcula quantos segundos existem em um horário do tipo horas, minutos e segundos
3600*horas + 60*minutos + segundos

# Uma expressão que calcula a velocidade instantânea, segundo um MRV
vel_inicial + aceleracao*tempo;

# Uma expressão que calcula o módulo de um vetor bidimensional, que possui coordenadas x e y
raiz(x^2 + y^2)

Os resultados de expressões podem ser mostrados na tela, ou armazenados em variáveis:

# Uma expressão que calcula quantos segundos existem em um horário do tipo horas, minutos e segundos
segundos <- 3600*horas + 60*minutos + segundos

# Uma expressão que calcula a velocidade instantânea, segundo um MRV
escrever 'Velocidade no instante ', tempo, ' = ', vel_inicial + aceleracao*tempo;

# Uma expressão que calcula o módulo de um vetor bidimensional, que possui coordenadas x e y
modulo <- raiz(x^2 + y^2)

Repare que uma expressão fica sempre do lado direito, quando atribuída a uma variável. A expressão é primeiro calculada, e em seguida seu resultado é armazenado na variável:

segundos <- 3600*horas + 60*minutos + segundos

Operadores aritméticos

Expressões aritméticas sao compostas por números e operadores aritméticos:

Obs: para os exemplos abaixo são usadas estas variáveis:

Real x, area, lado
inteiro dias, horas

Operador	Descrição	Exemplo
+	Adição	x <- x + 1
-	Subtração	x <- x - 1
*	Multiplicação	x <- xxxhttp://www.facebook.com/profile.php?id=100000215067732&ref=profile#!/?ref=home
/	Divisão	dias <- horas / 24
%	Módulo (resto de divisão)	horas <- horas % 24
^	Potenciação	area <- lado^2

Precedência dos operadores (nesta ordem): ^, *, /, %, + e -

A precedência pode ser modificada com o uso de parênteses. Ex:

escrever 1 + 2 * 3
escrever (1 + 2)*3

No Portugol, existem também algumas funções úteis, como a função raiz:

r <- raiz(x^2 + y^2)

O resultado de expressões aritméticas depende dos tipos numéricos das variáveis e constantes:

inicio
  real x
  inteiro y
  inteiro resultadoInteiro
  real resultadoReal
  
  x <- 9
  y <- 9
  
  escrever "O resultado de uma expressÃ£o aritmÃ©tica depende dos tipos das variÃ¡veis e constantes\n"
  escrever "usadas na expressÃ£o. Se forem todas inteiras, entÃ£o o resultado serÃ¡ inteiro.\n"
  escrever "Veja este exemplo: \n"
  escrever "VariÃ¡vel inteira y=", y
  escrever "\nExpressÃ£o: y/2=", y/2
  
  escrever "\n\nNeste segundo exemplo, repete-se a mesma expressÃ£o, porÃ©m usando-se uma\n"
  escrever "variÃ¡vel real:\n"
  escrever "VariÃ¡vel real x=", x
  escrever "\nExpressÃ£o: x/2=", x/2
  
  x <- 4
  y <- 5
  escrever "\n\nSe as variÃ¡veis de diferentes tipos forem combinadas, o resultado da\n"
  escrever "expressÃ£o serÃ¡ real:\n"
  escrever "VariÃ¡vel real x=", x, " e inteira y=", y
  escrever "\nExpressÃ£o: (x+y)/2=", (x+y)/2

  escrever "\n\nNo entanto, se uma expressÃ£o tiver um resultado real, mas este for\n"
  escrever "atribuÃdo a uma variÃ¡vel inteira, entÃ£o apenas a parte inteira serÃ¡ guardada:\n"
  escrever "VariÃ¡vel real x=", x, " e inteira y=", y
  y <- (x+y)/2
  escrever "\nExpressÃ£o: y <- (x+y)/2 ... apÃ³s executada, y=", y
  
fim

Atividades

Escreva um algoritmo que calcule a raiz de uma equação de 1o grau.
Escreva um algoritmo que calcule as raízes de uma equação de 2o grau. Assuma que existam duas raízes reais.
Um equipamento conta o tempo desde que foi ligado. No entanto, essa contagem é feita em segundos. Faça um algoritmo que converta o valor desse contador para horas, minutos e segundos.
Faça um algoritmo que converta um número decimal para sua representação binária. Assuma que o número decimal tenha até dois dígitos.

SOP-2010-1-tiago

Índice

Lógica de Programação

08/04: Introdução

09/04: Desenvolvendo algoritmos

Exercícios: desenho de figuras geométricas

15/04: Pseudocódigo e diagrama de blocos (fluxograma)

Portugol

Guia rápido de instalação e utilização do Portugol

Atividades

16/04: Fluxogramas, constantes e Variáveis

Fluxogramas

Variáveis e constantes

Atividade

22/04: Expressões lógicas e aritméticas

Operadores aritméticos

Atividades

23/04: Estruturas de decisão

29/04: Estruturas de repetição

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